u>v
正立
放大
虚像
同侧
放大镜
5、对凸透镜成像规律的进一步认识
口诀:
一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;物近像远像变大,物远像近像变小,焦点以内反变化;
实像总是异侧倒,虚像总是同侧正;像儿跟着物体跑,像的大小像距定。
理解:
⑴u=f是成实像和虚象,正立像和倒立像,像物同侧和异侧的分界点。
⑵u=2f是放大像和缩小像的分界点
⑶成实像时:
物近像远像变大,物远像近像变小
①当u>2f,物体比像移动得快
②当f<u<2f,像比物体移动得快
⑷成虚像时:
物近像近像变小,物远像远像变大
(5)实像:
一定是异侧,且倒立的;虚像:
一定是同侧,且正立的;
(6)像儿跟着物体跑,即“物”“像”同向而行,运动方向一致。
(7)成像特点:
透镜成像时,物体上每一点发出的照到透镜上的所有光线都成像在同一个位置,若挡住一部分,并不影响射向透镜的其它光线的成像,所以仍然可以看到完整的像,但是由于射到像上的光线减少,所以屏上像的亮度会变暗。
(8)实验规律:
向上移动物体,像下运动;向左移动物体,像向右运动(显微镜)。
向上移动凸透镜,像向上运动;向左移动凸透镜,像向左运动。
(9)透过凸透镜看二倍焦距之外的钟表,秒针的像仍然是顺时针方向转动,因为此时成倒立的实像,倒着看仍是正常的方向,所以仍然是顺时针方向转动。
(10)实像都是倒立的,而虚像都是正立的;实像可以呈在光屏上,也可以用眼睛观察到,而虚像不能呈在光屏上,只能用眼睛观察到。
注意:
凸透镜成像时像与物左右相反,上下颠倒。
例如:
F经凸透镜成像后成
:
6.关于凸透镜
凸透镜:
中间厚,两边薄的透镜。
Ⅰ、中间越凸,镜面直径较厚,透镜的圆弧度数就越大,折射光线的能力就越强,对应的焦距就越短。
Ⅱ、镜面直径较薄的凸透镜,透镜的圆弧度数就越小,折射光线的能力就越弱,对应的焦距就越长。
1 焦距越短,折射能力越强;焦距越长,折射能力越弱。
2 薄凸透镜的焦距要大于厚凸透镜的焦距。
3 如果换成焦距短的,则像距变小,成像变小;如果换成焦距长的,则像距变大,成像变大。
4 如果换成焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,与原来的像相比,大小位置不变,经过透镜的光线变少了,所以成的像比原来暗了。
5 物近像远像变大,物体靠近凸透镜,像要远离凸透镜。
想在光屏上再次呈现清晰的像,需要将光屏向右移动,此时像也变大了。
(运动方向一致性)
6 物远像近像变小,物体远离凸透镜,像要靠近凸透镜。
要在光屏上再次呈现清晰的像,需要将光屏向左移动,此时像也变小了。
(运动方向一致性)
凹透镜:
中间薄,两边厚的透镜。
凹透镜的焦距越大,相当于平行于主光轴的光线被分散的角度越小,折射光线的能力也就越弱。
第四节、眼睛和眼镜
1、眼睛
结构:
眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷);类似于照相机。
成像特点:
成倒立缩小的实像。
2、视物原理:
晶状体自动调节:
当睫状体放松时,晶状体比较薄,远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上,眼球可以看清远处的物体;当睫状体收缩时,晶状体变厚,对光的偏折能力变大,近处物体射来的光会聚在视网膜上,眼球可以看清近处的物体。
看远处的物体看近处的物体
看远处物体
看近处物体
睫状体
放松
收缩
晶状体
变薄
变厚
对光的偏折能力
变弱
变强
3、近点、远点和明视距离
远点:
眼睛的调节有一定的限度,晶状体变得最扁平(薄)时,能看到的最远叫做眼睛的远点。
正常眼睛的远点在无限远处,从无限远处物体射来的平行光经晶状体折射后,它们的像恰好能成在视网膜上。
近点:
当用力看近物时,晶状体变得最凸(厚),能看清的最近点叫做眼睛的近点。
正常眼睛的近点约在离眼睛10cm的地方。
明视距离:
正常眼睛观察近处物体最清晰而又不容易疲劳的距离,大约是25cm,叫做明视距离。
近视眼的明视距离比正常眼睛近一些,患近视眼的人在看书时,常把书放到离眼睛很近的位置。
远视眼的明视距离比正常眼睛远一些,患远视眼的人在看书时,常常将书离眼睛远一些。
4、近视和远视
(一)、近视眼
(1)特点:
只能看清近处的物体,看不清远处的物体。
看远处的物体看近处的物体
(2)成因:
晶状体太厚,折光能力太强或眼球前后方向上太长,导致成像在视网膜前。
(3)矫正:
①用凹透镜做成近视眼镜
(让光线先发散一点再经晶状体会聚在视网膜上);
②有一种治疗近视的手术,采用激光对角膜进行处理,使晶状体
和角膜构成的透镜对光的偏折能力变弱。
(二)、远视眼
(1)特点:
只能看清远处的物体,看不清近处的物体。
看远处的物体看近处的物体
(2)成因:
晶状体太薄,折光能力太弱或眼球前后方向上太短,导致成像在视网膜后。
(3)矫正:
用凸透镜做成的远视眼镜(老花眼)
(先让光线会聚一点再经晶状体会聚在视网膜上)
总结为:
第五节、显微镜和望远镜
(一)、显微镜
1、结构:
由两个凸透镜组成;2、成像原理图
物镜:
靠近物体的凸透镜。
相当于投影仪,成倒立的放大的实像。
(
,
)
目镜:
靠近眼睛的凸透镜。
相当于普通放大镜,成正立放大的虚像。
(
)
反光镜:
光线充足使成像更明亮。
(光线较暗用凹面镜会聚更多的光,光线强烈用平面镜反射减弱光线)
注意:
①目镜把物镜所成的像进行放大。
目镜所成的像正倒和大小是相对于物镜所成的像而言的。
最后的成像与物体本身比,是倒立的放大的虚像。
②物镜和目镜的距离大于两个透镜的焦距之和。
(第一次成像在物镜的两倍焦距外,要使目镜的放大倍数尽可能最大,则这个像要在目镜的一倍焦距以内且尽可能靠近焦点。
)
③要让像变大,可减小物体到物镜的距离(上调载物片或下调物镜),同时保持目镜位置不变或者增大目镜到物镜的距离(上调目镜)。
④显微镜放大倍数=物镜放大倍数x目镜放大倍数。
(二)、望远镜
1、结构:
由两个凸透镜组成;2、成像原理图
物镜:
靠近物体的凸透镜。
相当于照相机,成倒立的缩小的像。
(
,
)
目镜:
靠近眼睛的凸透镜。
相当于普通放大镜,成正立放大的虚像。
(
)
注意:
①目镜把物镜所成的像进行放大。
目镜所成的像正倒和大小是相对于物镜所成的像而言的。
最后成像与物体本身比,是倒立的缩小的虚像。
②物镜和目镜的距离等于两个透镜的焦距之和。
(由于物体据望远镜的距离很大,第一次成像在物镜的焦点附近且无限靠近焦点,可以近似地认为等于焦点处,要使目镜的放大倍数尽可能最大,则这个像要在目镜的一倍焦距以内且尽可能靠近焦点。
)
③要让像变大,可减小物体到物镜的距离无意义(因为物距相对于物镜的焦距而言很大,调节物镜的位置基本上使物距的变化不大),可增大目镜到物镜的距离(上调目镜)。
④望远镜最后成的像是缩小的,为何我们感觉像是放大的?
视角:
从眼睛的中心向物体两端所引的两条直线的夹角。
视角的大小和物体的大小有关,距离相等时,看大物体的视角大,看小物体的视角小。
视角的大小和物体的远近有关,大小一定时,看近处的物体视角大,看远处的物体视角小。
明确:
望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小,但它离我们的眼睛很近,再加上目镜的放大作用,视角就可以变得很大。
所以我们感觉像是放大的。
⑤望远镜的物镜直径(口径)为什么做得很大?
明确:
这样它可以会聚更多的光,使得所成的像更加明亮。
现代天文望远镜都力求把物镜的口径加大,以便观测到更暗的星。
显微镜和望远镜总结
1、显微镜和望远镜都是由目镜和物镜组成,都是两块凸透镜。
2、物镜:
作用相当于幻灯机的镜头,成放大的实像。
目镜的作用相当于放大镜,成放大的虚像。
显微镜把物体所成的像两次放大
3、望远镜有反射式望远镜和折射式望远镜两种。
其中折射式望远镜物镜的作用相当于照相机镜头,物镜使远处的物体成缩小的实像;目镜相当于放大镜,目镜成放大的虚像。
。
它有拉近镜头,增大视角的作用。
透镜章节知识点总结
一、透镜
透镜:
透明物质制成(一般是玻璃),至少有一个表面是球面的一部分,对光起折射作用的光学元件。
分类:
1、凸透镜:
边缘薄,中央厚。
2、凹透镜:
边缘厚,中央薄。
主光轴:
通过两个球心的直线。
光心:
主光轴上有个特殊的点,通过它的光线传播方向不变。
(透镜中心可认为是光心)
焦点:
凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点,这点叫透镜的焦点,用"F"表示
虚焦点:
跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散,发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点,这一点不是实际光线的会聚点,所以叫虚焦点。
焦距:
焦点到光心的距离叫焦距,用"f"表示。
每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心。
透镜对光的作用:
凸透镜:
对光起会聚作用。
凹透镜:
对光起发散作用。
二、生活中的透镜
照相机:
镜头相当于凸透镜,来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上,成倒立、缩小的实像。
投影仪:
镜头相当于凸透镜,来自投影片的光通过凸透镜后成像,再经过平面镜改变光的传播方向,使屏幕上成倒立、放大的实像。
放大镜:
成正立、放大的虚像。
三、眼睛和眼镜
近视的表现:
能看清近处的物体,看不清远处的物体。
近视的原因:
晶状体太厚,折光能力太强,或眼球前后方向太长,致使远处物体的像成在视网膜前。
近视的矫治:
佩戴凹透镜。
远视的表现:
能看清远处的物体,看不清近处的物体。
远视的原因:
晶状体太薄,折光能力太弱,或眼球前后方向太短,致使远处物体的像成在视网膜后。
远视的矫治:
佩戴凸透镜。
眼镜的度数:
100×焦距的倒数(
)。
焦距单位米。
如:
某透镜的焦距为0.25m,则它的倒数为4m,眼镜片的度数就是4*100=400度。
五、显微镜和望远镜
显微镜:
物镜焦距较短,物体通过它成倒立、放大的实像(像投影仪的镜头);目镜焦距较长,物镜成的像经过它成放大的虚像(像放大镜)。
望远镜:
(开普勒望远镜)物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像,目镜的作用相当于一个放大镜,用来把这个像放大。
注:
伽利略望远镜目镜为凹透镜,天文望远镜常用凹面镜作物镜。
视角:
物体的边缘跟眼睛所夹的角。
视角越大,成的像越大。
六、成实像的光学元件有:
照相机、投影仪、小孔成像;
成虚像的光学元件有:
平面镜、放大镜、凸凹面镜
利用反射的有:
平面镜、水下的倒影、所有面镜;
利用折射的有:
所有透镜、照相机、投影仪、放大镜、近视镜、老花镜。
【经典考题与解析】
题型一、给过透镜的光线按规律作图或者根据光线确定透镜的种类
1、完成下列各光路。
解析:
见下图。
。
题型二、凸透镜成像规律
1、我们经常在电视上看到从高空飞机上拍摄到的画面,若用一镜头焦距为60mm的相机在高空拍照,此时胶片到镜头的距离是( )
A、大于120mm B、恰为60mm C、小于60mm D、略大于60mm
解 析:
镜头的焦距为60mm,飞机在高空拍摄时物距远远大于二倍焦距,像离焦点很近但仍大于焦距,即略大于60mm;选D
2、在银幕上看到的电影画面都是正立的,在放电影时应将电影拷贝()
A.正立着放在小于2f的位置上B.倒立着放在小于2f的位置上
C.正立着放在2f和f之间的位置上D.倒立着放在2f和f之间的位置上
解析:
电影屏幕上看到的像都是放大的,要成放大的像则拷贝必须放在f和2f之间,像是正立的,物就必须是倒立的;选D
3、如图在观察凸透镜成像规律的实验中,如果把烛焰先后放在a、b、c、d和e点,同时调整光屏的位置,则:
①把烛焰放在点,屏上出现的像最大;
②把烛焰放在点,屏上出现的像最小;
③把烛焰放在点,屏上不出现烛焰的像;
④如果把烛焰从a到移到d点,则像到透镜的距离,像的大小。
(“变大”、“变小”、“不变”)
解析:
根据凸透镜成像规律,可以知道在两倍焦距以外成倒立缩小的像,距离二倍焦距越远,成的像越小;在一倍和两倍焦距中间成倒立放大的像,距离焦点越近,成的像越大;在一倍焦距以内时,屏上没有像;所以:
在d点,屏上像最大;在a点,屏上像最小;在e点,屏上不出现像;从a点到d点,像到透镜的距离变大,像的大小变大。
题型三、焦距范围的判断
1、某同学们在研究凸透镜成像规律时作了如下的记录:
当物体距U1=30厘米时,在光屏上出现倒立、缩小的像;当物距U2=20厘米,在光屏上出现倒立、放大的像;当物距U=10厘米,在光屏上始终得不到像。
由此可判断凸透镜的焦距是( )
A、大于20厘米 B、大于15厘米小于20厘米
C、小于10厘米 D、大于10厘米,小于15厘米
解析——正确答案(D)
由题可知:
u1>2f,即30厘米>2f①;f2、一个物体在凸透镜前20 cm处,在屏上成一倒立缩小的像,则透镜的焦距f( )
A、10 cm10 cm C、f<10 cm D、f>20 cm
解析——正确答案(C)
解决这类问题的关键是根据凸透镜的成像特点和成像条件,物体通过凸透镜成倒立、缩小的实像,物距必然大于2倍焦距,即u>2f。
本题中有20 cm>2f,解不等式得:
f<10 cm。
3、一物体放在凸透镜前18 cm处,在透镜另一侧20 cm处成一清晰像,则此透镜的焦距 ( )
A、一定大于20 cm B、一定小于9 cm
C、一定在10 cm到8 cm之间 D、一定在9 cm到10 cm之间
解析——正确答案(D)
由于本题中物像异侧,说明此像是一实像;又由于像距比物距大,可推知此像是一放大、倒立的实像,此时物体应在一倍焦距和二倍焦距之间,像在另一侧的二倍焦距之外。
即f<18 cm<2f ① 20 cm>2f ② 综合① ② 解得9 cm